日前，華為在HUAWEI CONNECT 2019發(fā)布了HUAWEI HiQ 2.0量子計(jì)算軟件解決方案，對(duì)外提供量子計(jì)算高性能模擬服務(wù)。相比于HiQ 1.0，2.0版本推出業(yè)界首個(gè)一站式量子化學(xué)應(yīng)用云服務(wù)及對(duì)應(yīng)的軟件包 HiQ Fermion，并新增云端脈沖優(yōu)化設(shè)計(jì)服務(wù)及對(duì)應(yīng)的HiQ Pulse軟件包，大幅提升了量子計(jì)算模擬器的性能，拓展了量子計(jì)算編程框架的多個(gè)功能，構(gòu)建了業(yè)界領(lǐng)先的量子計(jì)算編程框架和模擬器云服務(wù)。

本次發(fā)布的技術(shù)涵蓋了從底層硬件控制優(yōu)化、量子編程框架和模擬器性能優(yōu)化到量子化學(xué)軟件開發(fā)，給用戶、開發(fā)者提供全棧量子編程體驗(yàn)。

同時(shí)，HiQ模擬器已經(jīng)在Github上開源發(fā)布，希望同廣大開發(fā)者和用戶共同推進(jìn)量子計(jì)算軟件的開源生態(tài)。

量子化學(xué)是業(yè)界認(rèn)為有望在近期量子計(jì)算芯片上得以應(yīng)用的領(lǐng)域。華為HiQ 2.0推出業(yè)界首個(gè)一站式VQE(variational quantum eigensolver)量子化學(xué)模擬云服務(wù)，助力量子化學(xué)應(yīng)用研究。通過(guò)華為自研的算法優(yōu)化、線路壓縮等核心技術(shù)，HiQ Fermion可實(shí)現(xiàn)量子電路參數(shù)降低80%，線路深度壓縮70%，運(yùn)行速度提高1600倍以上，并在華為云上實(shí)現(xiàn)了目前業(yè)界最大規(guī)模的VQE量子化學(xué)模擬。華為推出的HiQ量子化學(xué)模擬云服務(wù)，將助力量子計(jì)算開發(fā)者在藥物、能源、材料等領(lǐng)域拓展應(yīng)用場(chǎng)景。

實(shí)現(xiàn)量子化學(xué)等潛在量子計(jì)算應(yīng)用，一方面需要設(shè)計(jì)更好的量子芯片，另一方面，需要開發(fā)速度更快、精度更好、噪聲更小的可拓展量子測(cè)控系統(tǒng)。為此，HiQ 2.0新增量子芯片調(diào)控模塊HiQ Pulse，包含了量子最優(yōu)控制算法和脈沖庫(kù)，為量子計(jì)算開發(fā)者提供云端快速優(yōu)化設(shè)計(jì)的調(diào)控解決方案。相對(duì)于主流開源軟件，HiQ Pulse算法庫(kù)內(nèi)的優(yōu)化控制算法實(shí)現(xiàn)了大幅度的性能提升。例如，GRAPE(gradient-ascent pulse engineering)算法相對(duì)業(yè)界常用的開源軟件實(shí)現(xiàn)了至少3倍的速度提升，內(nèi)存開銷減少兩個(gè)數(shù)量級(jí)。配合在線編程和簡(jiǎn)易的圖形化界面，量子優(yōu)化控制模塊HiQ Pulse將極大的促進(jìn)量子計(jì)算開發(fā)者在近期中等規(guī)模含噪量子計(jì)算體系上，研發(fā)更高保真度的量子門操作方案，探索各種量子算法的實(shí)現(xiàn)以及協(xié)同量子軟硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

量子電路模擬和量子編程框架是量子軟件開發(fā)、算法探索和硬件設(shè)計(jì)等的重要使能工具，對(duì)于孵化量子計(jì)算應(yīng)用非常關(guān)鍵。HiQ 2.0在量子電路模擬器模塊新增噪聲模擬、高性能張量網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化算法的全振幅模擬器和多振幅模擬器，并優(yōu)化了單振幅模擬器，性能提升8倍以上。量子編程框架新增mapper功能，升級(jí)編程GUI(graphic user interface)，上線BlockUI功能，以方便開發(fā)者使用。這些新特性和性能改進(jìn)，將助力硬件和算法研究人員在模擬器上模擬真實(shí)的含噪量子計(jì)算過(guò)程，加速軟硬件協(xié)同開發(fā)。

在本次HUAWEI CONNECT 2019大會(huì)期間，華為對(duì)開發(fā)者大賽量子計(jì)算賽道決賽的獲獎(jiǎng)選手進(jìn)行頒獎(jiǎng)。此次大賽是國(guó)內(nèi)首次大型量子編程開發(fā)大賽，共有來(lái)自國(guó)內(nèi)外59所大學(xué)、研究所和11個(gè)企事業(yè)單位的189名選手報(bào)名參賽，最終有6支隊(duì)伍共計(jì)18人晉級(jí)決賽。參賽選手主要運(yùn)用華為HiQ云平臺(tái)解決量子計(jì)算中具有挑戰(zhàn)性的實(shí)際問(wèn)題，提出新算法并編程實(shí)現(xiàn)。